Cómo funcionan los limpiaparabrisas

Galería de imágenes: Gadgets para coche Lo que comenzó como un sistema de manivela ahora es automático, y cada vez lo es más: algunos limpiaparabrisas pueden detectar la lluvia. Ver imágenes de dispositivos para automóviles.

Los primeros limpiaparabrisas se accionaron manualmente moviendo una palanca dentro del automóvil hacia adelante y hacia atrás. Hoy en día, la mayoría de nosotros damos por sentados nuestros limpiaparabrisas eléctricos. Los limpiaparabrisas mantienen la ventana limpia fielmente, moviéndose hacia adelante y hacia atrás a través del parabrisas innumerables veces mientras barren el agua. En su velocidad más alta, se mueven impresionantemente rápido, a veces sacudiendo el automóvil de lado a lado. ¿Qué tipo de mecanismo puede mover los brazos del limpiaparabrisas de manera tan efectiva y confiable??

Los limpiaparabrisas se encuentran en los parabrisas de los automóviles, algunos faros de automóviles, aviones e incluso en el transbordador espacial. En este artículo, echaremos un vistazo al interior de los limpiaparabrisas, aprenderemos sobre las escobillas y los controles y luego exploraremos un nuevo sistema de control de limpiaparabrisas con sensor de lluvia.!

Los limpiaparabrisas combinan dos tecnologías mecánicas para realizar su tarea:

• Una combinación de motor eléctrico y engranaje helicoidal proporciona energía a los limpiaparabrisas..
• Un enlace ordenado convierte la salida rotacional del motor en el movimiento hacia adelante y hacia atrás de los limpiaparabrisas.

Reducción de motor y engranaje

Se necesita mucha fuerza para acelerar las escobillas del limpiaparabrisas hacia adelante y hacia atrás a través del parabrisas con tanta rapidez. Para generar este tipo de fuerza, se utiliza un engranaje helicoidal en la salida de un pequeño motor eléctrico..

La reducción del engranaje helicoidal puede multiplicar el par del motor en aproximadamente 50 veces, al tiempo que reduce la velocidad de salida del motor eléctrico en 50 veces también. La salida de la reducción de engranajes opera un enlace que mueve los limpiaparabrisas hacia adelante y hacia atrás..

Dentro del conjunto de motor / engranaje hay un circuito electrónico que detecta cuando los limpiaparabrisas están en su posición baja. El circuito mantiene energía a los limpiaparabrisas hasta que están estacionados en la parte inferior del parabrisas, luego corta la energía al motor. Este circuito también estaciona los limpiaparabrisas entre toallitas cuando están en su configuración intermitente.

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Enlace

Se adjunta una leva corta al eje de salida de la reducción de engranajes. Esta leva gira cuando el motor del limpiaparabrisas gira. La leva está conectada a una varilla larga; a medida que la leva gira, mueve la varilla hacia adelante y hacia atrás. La varilla larga está conectada a una varilla corta que acciona la escobilla del limpiaparabrisas del lado del conductor. Otra varilla larga transmite la fuerza del lado del conductor a la escobilla del limpiaparabrisas del lado del pasajero.

Ahora hablemos de algunos detalles de las escobillas limpiaparabrisas..

Sabías?

Los sistemas de limpiaparabrisas están diseñados para limpiar 1,5 millones de veces durante su vida útil.!

Esta escobilla se apoya en seis lugares para una distribución uniforme de la presión contra el parabrisas.

Las escobillas limpiaparabrisas son como escobillas. Los brazos del limpiaparabrisas arrastran una fina tira de goma a través del parabrisas para limpiar el agua.

Cuando la hoja es nueva, la goma está limpia y no tiene mellas ni grietas. Limpia el agua sin dejar rayas. Cuando las escobillas del limpiaparabrisas envejecen, se forman mellas o grietas, la suciedad de la carretera se acumula en el borde y no hace un sello tan hermético contra la ventana, por lo que deja rayas. A veces, puede obtener un poco más de vida útil de su escobilla limpiaparabrisas limpiando el borde con un paño empapado en limpiacristales hasta que no salga más suciedad de la escobilla..

Otra clave para un funcionamiento sin rayas es presión uniforme a lo largo de las hojas de goma. Las escobillas limpiaparabrisas están diseñadas para sujetarse en un solo punto en el medio, pero una serie de brazos se ramifican desde el medio como un árbol, por lo que la escobilla está conectada en seis a ocho lugares. Si se forma hielo o nieve en estos brazos, puede hacer que la distribución de la presión sea desigual, provocando rayas debajo de parte de la hoja. Algunos fabricantes de limpiaparabrisas fabrican una cuchilla especial para invierno con una funda de goma que cubre el conjunto del brazo para evitar la entrada de nieve y hielo..

Algunos de los diferentes esquemas de limpiaparabrisas utilizados por varios automóviles

Puntos de pivote

La mayoría de los automóviles tienen prácticamente el mismo diseño de limpiaparabrisas: dos cuchillas se mueven juntas para limpiar el parabrisas. Una de las cuchillas pivota desde un punto cercano al lado del conductor del automóvil y la otra cuchilla pivota desde cerca de la mitad del parabrisas. Este es el Sistema tándem en la siguiente figura. Este diseño limpia la mayor parte del parabrisas que se encuentra en el campo de visión del conductor..

Hay un par de otros diseños en algunos autos. Mercedes usa un solo brazo de limpiaparabrisas que se extiende y se retrae a medida que pasa por la ventana -- Brazo único (controlado) en la figura anterior. Este diseño también proporciona una buena cobertura, pero es más complicado que los sistemas de limpiaparabrisas dobles estándar. Algunos automóviles usan escobillas de limpiaparabrisas que están montadas en lados opuestos del parabrisas y se mueven en la dirección opuesta, y algunos vehículos tienen un solo limpiaparabrisas montado en el medio. Estos sistemas no brindan tanta cobertura para el conductor como el sistema estándar de dos hojas.

Una palanca de control de limpiaparabrisas típica

La mayoría de los limpiaparabrisas tienen una velocidad baja y alta, así como un ajuste intermitente. Cuando los limpiaparabrisas están en velocidad baja y alta, el motor funciona continuamente. Pero en la configuración intermitente, los limpiaparabrisas se detienen momentáneamente entre cada pasada. Hay muchos tipos diferentes de interruptores para limpiaparabrisas. Algunos autos tienen solo una velocidad intermitente, otros tienen 10 configuraciones discretas y otros tienen una escala móvil que se puede configurar para casi cualquier intervalo de tiempo..

Independientemente del tipo de controles que tenga su automóvil, configurarlos correctamente puede ser complicado: demasiado rápido y el parabrisas se seca y los limpiaparabrisas chirrían; demasiado lento y su visibilidad se ve bloqueada por las gotas de lluvia. Para agravar esto está el hecho de que la cantidad de agua que golpea el parabrisas cambia a medida que su automóvil acelera y desacelera. Puede requerir una atención casi constante para mantener los limpiaparabrisas funcionando correctamente. Los fabricantes de automóviles pueden finalmente haber superado este problema con el santo grial de la tecnología de limpiaparabrisas: el limpiaparabrisas con sensor de lluvia.

En el pasado, los fabricantes de automóviles han intentado eliminar los limpiaparabrisas o controlar su velocidad automáticamente. Algunos de los esquemas consistían en detectar las vibraciones causadas por gotas de lluvia individuales que golpeaban el parabrisas, aplicar recubrimientos especiales que no permitían que se formaran gotas o incluso hacer vibrar ultrasónicamente el parabrisas para romper las gotas para que no fuera necesario limpiarlas en absoluto. Pero estos sistemas estaban plagados de problemas y nunca llegaron a producción o fueron eliminados rápidamente porque molestaron a más conductores de los que querían..

Sin embargo, está empezando a aparecer un nuevo tipo de sistema de limpiaparabrisas en los automóviles que realmente hace un buen trabajo al detectar la cantidad de agua en el parabrisas y controlar los limpiaparabrisas. Uno de estos sistemas está hecho por TRW Inc., aquí hay un PDF que describe su sistema de sensor de lluvia. TRW Inc. utiliza sensores ópticos para detectar la humedad. El sensor está montado en contacto con el interior del parabrisas, cerca del espejo retrovisor..

El sensor proyecta luz infrarroja en el parabrisas en un ángulo de 45 grados. Si el vidrio está seco, la mayor parte de esta luz se refleja en el sensor por la parte delantera del parabrisas. Si hay gotas de agua en el vidrio, reflejan la luz en diferentes direcciones: cuanto más húmedo está el vidrio, menos luz regresa al sensor..

Los componentes electrónicos y el software del sensor encienden los limpiaparabrisas cuando la cantidad de luz reflejada en el sensor disminuye a un nivel predeterminado. El software establece la velocidad de los limpiaparabrisas en función de la rapidez con la que se acumula la humedad entre las toallitas. Puede operar los limpiaparabrisas a cualquier velocidad. El sistema ajusta la velocidad con la frecuencia necesaria para que coincida con la tasa de acumulación de humedad..

El sistema TRW, que se encuentra en muchos automóviles de General Motors, incluidos todos los modelos de Cadillac, también se puede anular o apagar para que el automóvil se pueda lavar..

Para obtener más información sobre los limpiaparabrisas y temas relacionados, consulte los enlaces en la página siguiente.!

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